中国石油大学 钻井工程 课程主要内容
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《钻井工程》课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握钻井工程的基本概念,如钻井流程、钻头类型及钻井液性质;2. 使学生了解钻井工程中涉及到的地质知识和地层评价方法;3. 引导学生掌握钻井工程设计的基本原则和步骤。
技能目标:1. 培养学生运用钻井参数进行工程计算的能力;2. 提高学生分析钻井过程中遇到的问题,并提出合理解决方案的能力;3. 培养学生利用现代技术手段,如计算机软件进行钻井工程设计的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对钻井工程的兴趣,激发他们探索石油工程领域的热情;2. 培养学生具备良好的团队合作精神,增强他们在钻井工程实践中的沟通与协作能力;3. 引导学生认识到钻井工程在能源开发中的重要性,树立安全、环保的意识。
本课程针对高中年级学生,结合钻井工程学科特点,注重理论知识与实践技能的结合。
在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动参与,培养他们的创新意识和实践能力。
通过本课程的学习,使学生能够具备钻井工程基本知识和技能,为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 钻井工程基本概念:包括钻井的目的、钻井流程、钻头类型及钻井液性质等,对应教材第一章内容。
2. 地质知识与地层评价:涉及地层分类、岩石性质、地质构造及地层评价方法,对应教材第二章内容。
3. 钻井工程设计原则与步骤:介绍钻井工程设计的基本原则、步骤及注意事项,对应教材第三章内容。
4. 钻井参数计算:讲解钻具组合、钻头选择、钻井液配制等参数计算方法,对应教材第四章内容。
5. 钻井过程中问题分析及解决方案:分析钻井过程中可能遇到的问题,如卡钻、井壁塌陷等,并提出相应解决方案,对应教材第五章内容。
6. 钻井工程设计实践:结合计算机软件,让学生动手设计钻井工程方案,对应教材第六章内容。
本教学内容按照钻井工程的基本知识和技能要求进行组织,注重理论与实践相结合,使学生在掌握基本概念的基础上,能够运用所学知识解决实际问题。
《钻井工程》学习指南一、课程性质与任务课程名称钻井工程课程性质《钻井工程》是石油工程专业三大主干专业课之一,是石油工程专业油气井工程方向的核心专业课程。
课程简介《钻井工程》从钻井工程地质环境、钻进工具、钻井液、现代钻井技术、钻井控制技术、固井完井、钻井工程设计、特殊钻井作业及技术等多方面,系统讲述钻井工程涉及到的基本理论、基本计算、基本设计和现代主要钻井技术的基本工艺过程。
课程教学目的培养创新型高素质石油工程专门人才,紧密结合专业特点,以传授现代钻井工程的基本理论与方法为主线,理论联系实际,与多种教学和训练方式相结合,通过整个《钻井工程》课程中的生产实习、课堂教学和实验、课程综合设计三个教学环节,再与最后的毕业设计相结合,使学生准确理解钻井工程中的基本概念,掌握钻井的基础知识、基本理论和主要工艺技术,并能够运用所学知识进行基本的计算、设计和综合性分析。
达到能够运用所学知识从事工程施工、工程规划和设计、解决工程实际问题、从事科学研究的能力。
使学生在工程实践能力方面达到“认识专业--有能力从事生产--有能力进行工程设计和规划生产--有能力进行科研攻关、解决工程或生产中存在的问题”四个层次的提高。
课程学习特点课程学习主要通过课堂教学、室内实验、专题讲座、网络课件、生产实习、教具战士、网络录像片观看、现场专家讲座及自学多种途径完成。
让学生认识钻井对象(地层和岩石)的特征及掌握特征描述的理论及方法、掌握钻井工程及工艺设计的理论基础及基本方法、掌握现代钻井技术的基本原理。
利用网络等现代教育技术的教学方法和教学手段,理论与实际工程相结合,注重突出钻井工程的基础理论以及实用技术讲授,形成实践课堂教学和创新型人才培养体系,从多视角传授知识,使课堂教学与现场参观相结合,便于学生理解和掌握。
课程学时本课程的整体知识模块分为三个部分,按教学实施顺序分别为:生产实习-课堂教学及实验-综合课程设计。
其中:认识实习3天;生产实习2周,主要在油田现场的实践教学基地进行;“课堂教学及实验”56学时(课堂教学50学时,实验4学时,上机2学时);“综合课程设计”2周,主要在学校进行。
《钻井工程课程》实验讲义史玉才、王桂华、郭辛阳编中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心2012年8月实验一 岩石硬度及塑性系数的测定1 实验目的(1)通过实验了解岩石的物理机械性质。
(2)通过实验学习掌握岩石硬度、塑性系数的测定方法。
2 实验仪器、设备岩石硬度仪示意图见图1,由函数纪录仪、载荷传感器、位移传感器和其主体组成。
岩石硬度仪主体由手摇泵、液压罐、支柱、上板、下板、压模组成,并可固定载荷传感器、位移传感器及岩样,位移传感器的转换器固定在函数纪录仪的外罩上。
图1 岩石硬度仪示意图(1)手摇泵:手摇泵容积为100mL,最大压强为20MPa,主要由泵桶、丝杠、丝杠压帽、活塞、堵头、堵头压帽、手轮、手柄组成。
(2)液压罐:液压罐的目的是将手摇泵施加的压力通过液缸内的液体推动活塞,带动岩心托盘上的岩样与压模接触、压裂,进而实现实验目的。
液压罐主要由液缸、压帽、活塞、活塞压盘、垫块、岩心托盘组成(3)压模:压模是由高强度钢制成胚体后镶入硬质合金压头,将硬质合金锥磨成柱体,压头直径d=2mm。
图2 平底圆柱压头(4)支柱与上下板:支柱与上下板都有高强度钢制成,支柱的直径和上下板的厚度具有足够的强度满足实验的需求。
(5)位移传感器、载荷传感器:载荷传感器固定在上板上。
位移传感器固定在左支柱上,可上下移动。
位移传感器用来测定压模压入岩样的深度,载荷传感器用来测定压模压碎岩样所用的力。
(6)函数记录仪:采用多通道液晶数显仪,可实时观看图形显示或数字显示,并具有记忆功能,可将实验的数据记录下来,用U盘导入计算机进行编辑。
3 实验原理利用手摇泵加压,压力传递给压模(硬质合金压头),岩样与压头和位移传感器接触后,用手摇泵慢速均匀加载,压头吃入岩样直至破碎,函数记录仪记录整个过程的载荷与位移值,通过载荷与位移的关系曲线计算岩石硬度和塑性系数。
4 实验步骤(1)岩样制备:将岩石切割成正方(圆柱)体,其高度不小于50mm,被测量断面应加以研磨,使岩样平滑且互相平行(直径50mm的岩样两端面不平行度不应超过5mm),岩样制备后应在低于100℃的烘箱中烘干2-2.5小时,然后放在干燥箱内备用。
远程教育学院石油工程专业《钻井工程》课程设计任务书中国石油大学(北京)远程教育学院目录一、地质设计摘要二、井身结构设计三、固井工程设计四、钻柱设计五、钻井设备选择六、钻井液设计七、钻进参数设计八、下部钻具组合设计九、油气井控制十、各次开钻或分井段施工重点要求十一、地层压力监测要求十二、地层漏失试验十三、油气层保护十四、完井井口装置十五、环保要求十六、钻井进度计划十七、成本预算XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。
设计内容:(其中打“√”部分必须设计,其他部分可选做或不做)一、地质设计摘要(√);根据《xx井钻井地质设计》,本井设计井深米,预测压力系数为0.95~0.98,属于正常压力体系。
主要目的层为。
因此本井设计表套封固第四系、第三系泰康组,一开直接采用高密度钻井液钻进,将可能存在的浅层气压稳;若一开确实钻遇浅层气,则在固井水泥浆中加入防气窜剂,保证固井质量。
二、井身结构设计(√);井身结构设计设计系数抽吸压力系数:0.04g/cm3激动压力系数:0.04 g/cm3地层破裂安全增值:0.03 g/cm3井涌条件允许值:0.05 g/cm3正常压力压差卡钻临界值:12~15MPa异常压力压差卡钻临界值:15~20MPa一、地质概况表A-1井别探井井号A5 设计井深目的层JQ井位坐标地面海拔m 50纵( )m 4275165横(y)m 20416485测线位置504和45地震测线交点地理位置XX省XX市东500m构造位置XX凹陷钻探目的了解XX构造JQ含油气情况,扩大勘探区域,增加后备油气源完钻原则进入JQ150m完钻完井方法先期裸眼层位代号底界深度,m 分层厚度,m 主要岩性描述故障提示A 280 砾岩层夹砂土,未胶结渗漏B 600 320 上部砾岩,砂质砾岩,中下部含砾砂岩渗漏C 1050 450 中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩;下部砺状砂岩,含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层防塌D 1600 泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等厚互层,泥质粉砂岩防漏防斜E 1900 300 砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺砂岩防斜防漏F3 2650 750 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜F2J2900 250 泥岩夹钙质砂岩,夹碳质条带煤线,中部泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩防斜、塌、卡F2K 3150 250 泥岩为主,泥质粉砂岩,中粗砂岩,砂砾岩间互F1 3500 350 泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡Q J3650(未穿)150深灰,浅灰色灰岩为主,间夹褐,砖红色泥岩防漏、喷、卡井身结构设计表(1)设计一开井深200±米,表层套管下深199±米,封固上部松散地层,为二开安全施工创造条件。
《钻井工程》课程教学大纲英文名称:Drilling Engineering 课程编号:040135适用专业:石油工程学时:54 学分:3课程类别:学科大类基础课课程性质:主干课程一、课程的性质和目的该课程是石油工程专业的三门主干专业课之一,为石油工程专业必修课。
目的是使学生了解油气钻井的基本工艺流程、常用钻井设备与井下工具,掌握钻井工程技术原理、理论方法与现场应用;了解钻井工程技术的发展趋势、新技术和新工艺;了解学科研究的前沿内容。
通过该课程的学习,具备从事钻井工程领域科学研究的基础、具备油气井工程现场工程施工的一定工程素质。
二、课程教学内容绪论(1)钻机的组成及钻井工具(2)钻井工艺流程及井身结构(3)钻井的工程地质条件第一章钻井的工程和地质条件第一节地下压力特性(1)地下各种压力(2)地下压力评价(3)地层破裂压力本节重点:地层压力、地层破裂压力、地应力,预测原理、测试方法;本节难点:异常地层压力成因及其评价。
第二节岩石的工程力学性质(1)岩石的机械性质(2)井底条件下岩石的机械性质及其影响因素(3)岩石研磨性(4)岩石的可钻性(5)硬度及塑性系数实验(实验课)本节重点:岩石的力学性质及其影响因素,硬度与塑性的评价及其应用。
第二章钻进工具第一节钻头(1)刮刀钻头的结构及工作原理(2)牙轮钻头的结构及工作原理(3)金刚石材料钻头的结构及工作原理(4)钻头的类型及分类法本节重点:牙轮钻头、PDC钻头的结构及其破岩原理;本节难点:牙轮钻头产生滑动的的机理及其应用。
第二节钻柱(1)钻柱的作用与组成(2)钻柱的工作状态及受力分析本节重点:钻柱的结构及其分类,钻柱设计基础;钻柱失效的原因及其预防。
本节难点:钻柱失效机理分析。
第三章钻井液第一节钻井液的定义及功用(1)钻井液的定义(2)钻井液的功用第二节钻井液的组成和分类(1)钻井液的组成(2)钻井液的分类第三节钻井液的性能(1)钻井液的密度(2)钻井液的流变性能及调整(3)钻井液的造壁性能及降滤失量剂第四节钻井液的固相控制(1)钻井液中的固相对钻速的影响(2)固相控制方法(3)钻井液固相控制设备(4)聚合物絮凝剂第五节井塌及防塌措施(1)井塌的征兆与危害(2)防止井壁坍塌的措施第六节油气层保护及完井液(1)储层损害的主要原因及防止措施(2)完井液本章重点:钻井液主要性能指标及其调节方法,固控系统及其使用,完井液性能要求;本章难点:影响钻井液性能的因素分析,完井液对于油气开发的影响机理。
石油工程课程设计钻井一、课程目标知识目标:1. 理解钻井工程的基本概念,掌握钻井过程中涉及的地质、工程和理化知识;2. 掌握钻井液的性质、组成及在钻井过程中的作用,了解钻井液在不同地层中的应用;3. 了解钻井设备的类型、结构及工作原理,掌握钻井设备的使用与维护方法;4. 掌握钻井工艺流程,了解钻井过程中的安全与环保要求。
技能目标:1. 能够分析钻井工程中遇到的问题,提出合理的解决方案;2. 能够运用所学知识进行钻井液配制,优化钻井液性能;3. 能够运用钻井设备进行实际操作,掌握钻井过程中的基本操作技能;4. 能够遵循钻井工程的安全与环保规范,具备一定的现场应急处理能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对石油工程领域的兴趣,激发学习热情,树立从事石油工程相关工作的职业理想;2. 培养学生的团队协作精神,学会与他人共同解决问题,提高沟通与协作能力;3. 增强学生的环保意识,认识到石油工程在可持续发展中的重要性,形成良好的社会责任感;4. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与创新,提高分析和解决问题的能力。
本课程针对高年级学生,具有较强的理论性和实践性。
在教学过程中,需结合学生的认知特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性与主动性。
通过本课程的学习,使学生能够掌握钻井工程的基本知识、技能和素质,为将来从事石油工程相关工作奠定坚实基础。
二、教学内容1. 钻井工程基本概念:钻井类型、钻井过程、钻井工程在石油开采中的重要性。
教材章节:第一章 钻井工程概述2. 钻井液:钻井液的类型、性质、组成;钻井液在钻井过程中的作用;钻井液性能的检测与优化。
教材章节:第二章 钻井液3. 钻井设备:钻井设备的分类、结构、工作原理;钻井设备的使用与维护。
教材章节:第三章 钻井设备4. 钻井工艺流程:钻井设计、钻头选择、钻进过程、完井工艺;钻井过程中的安全与环保要求。
教材章节:第四章 钻井工艺流程5. 钻井工程案例分析:分析实际钻井工程中遇到的问题及解决方法,提高学生分析问题和解决问题的能力。